Praktické ukázky vlivu konstrukčních detailů ocelových konstrukcí na chování nátěrových povlaků – 4. část

Nejprve zopakování základního požadavku normy. Příloha C na obrázku C.1 uvádí, že: „Pro umožnění přípravy povrchu, jeho natírání a údržbu, musí být pracovník schopen dosáhnout povrch pracovními pomůckami. Je tudíž důležité, aby byla zajištěna přístupnost.“ Pro nejnižší přípustné vzdálenosti mezi konstrukcí a přilehlou plochou platí obrázek C.2 Přílohy C (informativní) normy ČSN EN ISO 12944-3.

Pro nejnižší přípustné vzdálenosti mezi konstrukcí a přilehlou plochou platí údaje, uvedené na obr. 1 a 2, včetně doplňujících vysvětlivek a poznámek.

Vysvětlivky pro obrázek C.2 přílohy C normy ČSN EN ISO 12944-3
a – nejmenší povolená vzdálenost mezi dvěma částmi konstrukcí nebo mezi konstrukcí a hraniční plochou (mm)
h – maximální výška konstrukce, kterou je pracovník schopen dosáhnout (mm)
Nejnižší přípustná vzdálenost a mezi konstrukcí a přilehlou plochou je dána křivkou 1 (viz obr. 2).
Poznámky:
1 – Jestliže má pracovník dosáhnout vzdálenost vyšší než 1000 mm, pak rozměr a z křivky 2 musí být nejméně 800 mm.
2 – Jestliže nemůže projektant výše uvedená doporučení splnit, musí být přijata speciální opatření.

 

Na obr. 3 ukazuji ocelový most nad železniční tratí, žlutými šipkami jsou vyznačena místa, na která se požadavek přílohy C (obrázek C.2) vztahuje. Je nutné si uvědomit, že vyznačená místa jsou významná obtížnou přístupností, přitom se v těchto místech snadno udržují a hromadí nečistoty a vlhkost, je nutné u nich očekávat delší dobu ovlhčení než v okolním terénu a pomalejší vysychání srážkové i kondenzované vlhkosti. Bude zde intenzivnější koroze a obtížnější podmínky pro kontrolu i údržbu protikorozní ochrany.

Na obr. 4 ukazuji detail sacího potrubí u stěny na dně plavební komory, usazeniny ukazují, že účinkem víření vody od lodních vrtulí jsou pravidelně zviřovány a rozptylovány po celé ploše, včetně stísněných prostor za sacím potrubím. Konstruktér zde přijal speciální opatření volbou korozi, abrazi a kavitaci odolnější oceli.

 

Obr. 5 ukazuje situaci mezi stěnou a nosnou ocelovou konstrukcí na chladicí věži ve velkém průmyslovém areálu. Okolní prostředí se vyznačuje vysokou solností ovzduší a spadem prachů a častým a dlouhodobým ovlhčením povrchů. Projektant situaci podcenil, protikorozní ochrana navržená údajně na životnost více jak 15 roků podle ISO 12944-5 zhavarovala již po 3 letech. Náprava takových případů je velmi náročná a nákladná.

 

Podobné situace a detaily nejsou charakteristické pouze pro velké a náročné objekty, lze je nalézt kdekoli. Například v obytných domech (sklepní prostory za potrubními vedeními, v bytových jádrech pod vanami, za stoupačkami, pod střechami apod.), obchodních, kulturních asportovních objektech a centrech (různé strojovny a výměníky, ventilační systémy, střešní prostory apod.), malé dílny, sklady a provozovny a další. Časté problémy obvykle vycházejí z neznalosti a nepochopení problematiky, někdy i z nezájmu. Investor i projektant by měli vždy mít zájem o řádné ověření všech možných vlivů a účinků na realizované dílo jak venkovní, tak vytvářené činnostmi v objektu. Možných nežádoucích vlivů a účinků lze jmenovat desítky. Řešením by měl být vždy pověřen odborník, přičemž vždy by měl vycházet z co nejúplnějších informací a volit z více variant řešení. Někdy bude výhodnější volba správných konstrukčních materiálů, jindy systémů protikorozní ochrany. Neexistuje jediné univerzální a současně nejefektivnější řešení.

 

Do tohoto příspěvku dále zahrnuji problematiku uvedenou v Příloze D (informativní) Opatření zabraňující shromažďování vody a úsad téže normy, podle obrázku D.4 Spojení ocel – beton.

Příloha D uvádí: „Aby bylo zamezeno tvorbě úsad nebo shromažďování vody, musí být použity odvodňovací otvory, okapní lišty, okapní žlaby nebo přerušení. Musí být vzato v úvahu, že také může být voda přiváděna větrem. Je-li očekáváno použití rozmrazovacích prostředků, je využití odvodnění stavebního díla obzvláště důležité.“

Doporučení platná pro spojení ocel – beton ukazuje obr. 6.

 

V souvislosti s těmito požadavky považuji za nutné zmínit se o způsobu úpravy povrchu té části oceli, která je zapuštěna do betonu a zabetonována. Je zde řada způsobů, jak jsou navrhovány a uplatňovány. Jen krátce:

• Staří praktici ponechávají ocel bez ochrany s tím, že beton k povrchu neošetřené oceli dobře přilne a svojí alkalickou reakcí stabilizuje povrch oceli před účinky koroze. Platí to pro nepříliš rezavou a jinak neznečistěnou ocel (bláto, soli, mastnoty apod.), kvalitně provedené zabetonování a vyloučení účinků solných roztoků na zabetonované ocelové prvky. V opačném případě je nutné očekávat korozi oceli, v případě účinků solí i velmi intenzivní.

• Řada předpisů (např. v Německu ZTV-KOR-Stahlbauten) předepisuje oceli otryskat a natřít 1x 50 µm barvy epoxidové se zinkovým pigmentem. Je skutečností, že již krátce po zabetonování cementové mléko zinkový pigment rozpustí, ale vzniklé zinečnaté ionty reagují s kyselými složkami cementu (silikáty, seskvioxidy) za vzniku zejména hlinitokřemičitanů zinečnatých a stávají se nedílnou součástí hutného a k povrchu oceli přilnavého betonu. Zbývající organická složka z barvy nepůsobí rušivě. V případě malého zasolení může vznikat oxidochlorid zinečnatý, který nepůsobí rušivě, při silném zasolení ovšem koroze oceli nastane. Podobně bude působit i nátěr zinkový silikátový (etyl- i alkali-). Příslušně ošetřený dílec ocelobetonového mostu ukazuji na obr. 8, jde o plochy se spřahovacími trny.

• Ve světě jsou užívány i nátěry jinými materiály, například epoxidovými se železitou slídou. Železitá slída (chemicky oxid železitý hexagonální, mineralogicky spekularit) není termodynamicky stabilní a na ovzduší zvětrává, může povrchově reagovat se složkami cementu, čímž pomáhá k zakotvení betonu k povrchu oceli. Lze použít i jiné nátěry, např. epoxidové se skleněnými vločkami. To je skutečnost málo známá.

• Lze použít i úpravu povrchu oceli žárovým nástřikem některých kovů nebo keramických materiálů, to je spíše teoretická a „exotická“ možnost.

 

Na obr. 7 je ukázáno odtokové hrdlo ocelového potrubí z komory pod reverzní vodní turbínou na přečerpávací vodní elektrárně. Je zabetonováno do stěny a podle předpisu platného v Německu je řádně těsně zatmeleno a přelakováno vícevrstvým epoxidovým nátěrovým systémem, včetně povrchu stěny. Tmavé skvrny uvnitř hrdla jsou stín, nikoli koroze. Skvrny na šikmé ploše vlevo jsou koroze na klapce vodního kanálu.

 

Nerespektování požadavků přílohy D podle obrázku D.4 je velmi časté a vede k těžkým korozním ztrátám, někdy i k haváriím. Každý jistě zná, jak těžce korodují sloupky zábradlí, dopravních značek, plotů, drobná sídlištní vybavenost, stožáry veřejného osvětlení, elektrických vedení včetně VVN, zabetonované žebříky a schody atd. Na obr. 9 ukazuji sloupek zábradlí, u něhož těžká koroze způsobila úplnou destrukci materiálu. Ukotvení sloupku bylo v rozporu s požadavkem podle přílohy D normy ČSN EN ISO 12944-3, k intenzitě koroze přispělo i každoroční vydatné solení vozovky během zimní údržby komunikace a prakticky neexistence kontrol a údržby.

 

Nerespektování požadavků přílohy D podle obrázku D.4 má pravidelně za následek korozi zabetonované oceli zejména v čáře kontaktu ocel – beton. Koroze časem vytvoří mezi ocelí a betonem spáru, která se zaplní vlhkostí a korozními stimulátory, které nelze odstranit, a nebezpečí urychlované koroze až destrukce oceli vzrůstá. Občas je prováděna oprava nátěrů nad betonem, což ovšem korozi ve spáře ocel – beton neřeší. U ní je náprava velmi náročná a nákladná, a někdy, bohužel, i nemožná.

JAROSLAV SIGMUND

foto archiv autora

 

Literatura:

ČSN EN ISO 12944-3 Nátěrové hmoty – Protikorozní ochrana ocelových konstrukcí ochrannými nátěrovými systémy – Část 3: Navrhování.

 

Ing. Jaroslav Sigmund (*1948)

vystudoval VŠCHT, od roku 1995 pracoval postupně v mostárně a v těžké mechanice Vítkovice, Frýdek-Místek a Ostrava, od roku 2009 do odchodu z aktivní činnosti v roce 2010 u Mott MacDonald Praha. Ve všech pozicích se věnoval povrchovým úpravám kovů technologiemi mechanickými, chemickými a elektrochemickými a protikorozním ochranám ocelových konstrukcí, ocelových mostů a jiných. Mimo to působil a působí v oboru povrchových úprav a protikorozních ochran i jako odborný expert, konzultant a poradce.